EP0086996B1 - Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, flächigen Körpern - Google Patents
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- EP0086996B1 EP0086996B1 EP83100848A EP83100848A EP0086996B1 EP 0086996 B1 EP0086996 B1 EP 0086996B1 EP 83100848 A EP83100848 A EP 83100848A EP 83100848 A EP83100848 A EP 83100848A EP 0086996 B1 EP0086996 B1 EP 0086996B1
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
- A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B19/00—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon
- B28B19/0092—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon to webs, sheets or the like, e.g. of paper, cardboard
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
- D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
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- D04H1/498—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres entanglement of layered webs
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- D04H13/00—Other non-woven fabrics
Definitions
- the invention relates to a method for producing fiber-reinforced, flat bodies according to the preamble of claim 1.
- a core of gypsum sludge is clad on one side with a glass fiber fleece or Carton and on the other side with a glass fiber fabric or a strip made of glass fiber fleece, Carton, film or paper.
- the invention has for its object to provide a generic method with which bodies having their own internal cohesion can also be produced, the core layer of which does not harden.
- passively needlable layer can itself be actively needled, but passively needlable layers can also be known to be formed by plastic films, paper or the like.
- water-containing, flowable compositions such as muddy moor porridge, shredded paper soaked in water, or raw ceramic porridge or the like are passively needled.
- the mat-shaped laminate formed in this way has its own internal cohesion and can now also be handled without a support and / or support surface - floating.
- the water present in the core layer serves as a swelling agent for the core layer mass, such as paper strips or scraps, peat particles or the like, as a result of which these are swollen and are very supple.
- the water also serves as a lubricant for the needling needles and the holding fibers to be penetrated.
- the core layer must be chosen extremely thin, since the greater the thickness of the core layer Needling needles have difficulty penetrating this core layer and breaking very quickly. In the case of masses containing water, a needle break, which also occurs occasionally in the textile industry, almost never occurred.
- the actively needled fibers can be used as the actively needled fibers; the choice here also has to be made in relation to the core layer to be needled.
- the second outer layer which must be at least passively needled, can consist of the same fibers, but a fabric, a spunbond, plastic films or the like can also be used for this.
- the holding fibers can now be pushed in at an angle of less than 90 ° to the plane of extension of the body, the holding fibers preferably being pushed in both from the cover layer and from the underlay layer and then aligned skew to one another.
- a body can be additionally reinforced.
- the needling of the three layers means that the water-containing mass of the core layer is not only held between the two outer layers, but is also prevented from moving substantially in the plane of extension of the body. This makes it possible to make openings, such as punchings, slots or the like, in the needled and thereby solidified body transversely to its plane of extension without substantial amounts of the core layer being able to escape from the body, since this mass is retained by the retaining fibers.
- the needled body can be stretched transversely to the direction of extension.
- a body is very flexible, as a result of which it adapts particularly easily to larger unevennesses of another object on which it is attached or on which it is placed.
- This "elasticity" is e.g. B. then advantageous if the body contains a peat porridge and is to be placed as a bog pack on different parts of the human body.
- One and the same bog pack training can then be used as a face mask or as a support on the back. While such a laminated body comes to lie relatively flat on the back, when used as a face mask it is necessary that the body is very flexible and adapts to the shape of the face.
- the needled laminate has a plurality of openings or slots which are connected to one another and enclose an angle between them, the tab-shaped parts of the laminate located between them or sections thereof can be bent out of the plane of the body.
- Such bent tabs can serve as holding tabs, z. B. openings in them serve as retaining eyes.
- This bending out of tabs can also be done by punching them out, i. that is, the insertion of openings and the bending of the tabs is carried out in one operation.
- Two or more full-area laminated bodies can also be needled together and needled, as a result of which a laminated body of any thickness can be obtained which overall has its own internal cohesion.
- Such water-containing laminates can also be needled onto other objects, such as foam sheets or the like.
- foam boards can also be used from the outset as a passively needable underlayer.
- the non-needled, water-containing laminate is shaped, e.g. B. adapted as a face mask to the face shape, and needled only in this form.
- the peat mass with the coarse particles can be removed from the tub, and only the fine particles can be removed from the tub, and only the fine particles enter the waste water.
- the sewage Therefore, water pipes do not need to be specially trained in order to prevent clogs caused by the bog, which is why these bog packs are particularly suitable for private use.
- the layered body containing peat pulp after needling in the form of a web is divided into individual flat structures and these flat structures forming a peat pack are then packed airtight and watertight.
- shredded paper soaked in water is used as the core layer. While hitherto it has generally been necessary to open up the waste paper so that individual cellulose fibers are present again, it is possible with the method according to the invention to also use shredded paper or strips of paper for new use.
- the water When needling water-soaked paper, the water essentially only serves to enable needling even thick layers. Glue can also be added to the water before the paper is soaked. In this case, the water also functions as a solvent.
- Such a laminated body containing paper is particularly suitable as a sound and / or heat insulation element and has the advantage over the known insulation elements that it can be shaped better when it is still moist.
- the still moist element can be handled by its own internal cohesion even without support surfaces, so it is possible to hang the still moist element vertically without the moist paper mass slipping.
- a damp element can also be wrapped around supports or the like on which it obtains its final shape before it dries out.
- Embossing can be applied to at least one of the surfaces of the moist, flat laminate, but it is also possible to emboss the entire laminate without noticeable differences in the wall thickness being obtained.
- Another possible application can be opened up by depositing a moist raw ceramic mass as the core layer.
- the method according to the invention also gives such a fiber-reinforced raw ceramic mass an internal cohesion, so that the further processing of raw ceramic is facilitated.
- the still moist laminate can after needling into individual parts of the desired shape, for. B. strip-shaped, circular, pattern-like cut, whereupon these parts are deformed without them falling apart or tearing apart. Long strips can be z. B. spiral, especially around other objects. So z. B. electrical lines, in particular heating wires, are continuously wrapped.
- the laminated body can also be placed on or around a “lost” formwork which, since a laminated body produced according to the invention can also be fired, is destroyed during firing.
- a base layer 2 is placed on a conveyor device, here a conveyor belt 1, onto which the core layer 4 is applied in a metered manner by a discharge device 3.
- a discharge device 3 On this core layer 4 actively needled fibers, here in the form of a fiber fleece 5, are placed, after which this three-layer system is fed to a needle machine 6.
- Such needle machines 6 are known from textile needle felting technology (see, for example, Krcma, Textile Composites, pages 139 to 141).
- the system to be needled here the three-layer system
- a needle board 9 carrying the needling needles 8 is arranged, which moves continuously up and down (double arrow 10) so that the needle tips 11 in their lowest position have usually completely penetrated the object to be needled, while in their have no contact with the uppermost position on the object to be needled.
- the object to be needled in this case the three-layer system, can be shifted clockwise in the feed direction (arrow 12), while it has to stand still during the actual needling.
- the needling needles 8 have at least one - here two - barbs 13 on their shank, with which they grip individual fibers or tufts of fibers and pull them into the object to be needled, or pull them through it.
- the needles 8 move back, the entrained fibers or tufts of fibers detach from the barbs 13 and remain in the passively needled layer, here the base layer 2 and the core layer 4.
- the needle boards 9 While now in needling in the textile industry, in the manufacture of needle felt carpets, the final thickness of z. B. 4-6 mm, the needle boards 9 have a variety of closely spaced needles and this needle board z. B. can be moved at a speed of 700 strokes per minute, the needling of water-containing layers in which sand particles can also be incorporated, the density of the needles 8 in the needle board 9 is increased and the number of strokes is greatly reduced.
- a layer containing raw ceramic material, water-soaked paper strips or chips or peat pulp can be passively needled.
- the water acts as a swelling, lubricating and lubricating agent, which on the one hand allows the needle tips to penetrate the swollen mass more easily, and on the other hand the impenetrable particles, e.g. B. sand particles, move slightly to the side within the layer.
- the needling of the three-layer system reduces the thickness thereof, since on the one hand the layer 5 containing fibers is compressed by the needling, on the other hand this fiber layer 5 and, depending on the design, also the underlay layer 2 in the edge areas of the Core layer are pressed in.
- the needled laminate is passed between two calender rolls 14 and 15, which further compress the laminate, thereby in particular pressing out the air and excess water contained in the core layer.
- a collecting trough 16 is provided here, which can also be provided below the base plate 7 of the needle machine 6.
- the two calender rolls 14 and 15, leading the laminate between them, are pressed together at a pressure of 2-5 bar.
- FIGS. 2 and 3 show an enlarged and schematic illustration of a section through a needled laminate, FIG. 2 showing the state after needling but before calendering and FIG. 3 the state after additional calendering.
- an actively needled fiber fleece is used as the underlay 2, which corresponds to the fiber fleece 5 of the cover layer.
- the core layer here - in FIGS. 2 and 3 - consists of paper strips and scraps 17 soaked with water, with glue being added to the water before soaking.
- individual air bubbles 18 can be seen in FIG. 2, which are located in particular in the area of the puncture points of the needling needles 8.
- “Fiber funnels” 19 also form in the area of these puncture points.
- the thickness D 'after calendering the laminate (FIG. 3) is less than the thickness D before calendering the same (FIG. 2). Furthermore, the air bubbles 18 are also removed by the calendering.
- FIG. 4 now shows a plan view of a needled, still moist laminate which is provided with slots 22 arranged in parallel rows, slots of adjacent rows being offset from one another.
- the slit gives the laminate an elasticity, whereby it easily adapts to unevenness of an object on which it is placed.
- a laminate has in its core layer 4 wet peat pulp and is provided with slits after needling.
- This needled and slotted laminate sheet is divided into individual fabrics, e.g. B. divided into square sheets with a side length of about 30 cm, and can then be used as a bog pack to be placed on the human body. Due to the elasticity of the laminated body, such a bog pack fits the parts of the body on which it is placed, e.g. B. the shape of the face.
- individual openings for the eyes and nostrils can be punched out in such a bog pack.
- the holding fibers connecting the three layers prevent the peat particles from escaping.
- sand is added to the bog porridge, which makes this bog pack suitable for preparing a bog bath in which the bog pack remains on the floor in a bathtub filled with water.
- U-shaped slots are made in the latter.
- two intersecting slots 25 are provided, forming an “X”.
- a tab 26 or four tabs 27 which are bent out of the plane of extension of the body in a further method step, as shown in FIG. 7 with the aid of a cross section through the body.
- the tabs are punched out and punched out in one operation in accordance with another embodiment of the method.
- FIG. B the core layer located between the underlayer 2 and the top layer 5 is in FIG. B. corresponds to the core layer of FIG. 2, not shown.
- the structure of the further, strip-shaped laminated bodies 29 corresponds to that of the flat laminated body 28, but here they only have a thickness which corresponds to approximately half the thickness of the laminated body 28.
- strip-shaped laminated bodies 29 are placed spaced apart from one another on the flat laminated body 28 and then needled with it, the needling needles coming in from the cover layer 5 ', taking holding fibers 30 from this cover layer 5' and these both through the backing layer of the strip-shaped laminated bodies 29 and through the cover layer 5 of the flat layered body 28 into the core layer of the latter.
- two or more identical flat sheet bodies 28 are also placed on top of one another and needled together using the method described with reference to FIG. 8.
- a layered body of any thickness can be produced by laying layered bodies 28 on top of one another several times and needling them.
- laminated bodies 29 which are needled onto the sheet-like laminated body 28
- laminated bodies 29 with other surfaces, for example, patterns.
- composition and structure of some laminates produced by the process according to the invention can be seen from the following examples.
- a nonwoven made of polyester fibers with a basis weight of 80 g / m 2 was placed on a Befatex carrier with a basis weight of 25 g / m 2 .
- Different polyester fibers were used here and the following mixture was present: 30 g with a titer of 4.4 dtex and a stack length of 100 mm, 30 g with a titer of 6 dtex and a stack length of 60 mm and 20 g with a titer of 15 dtex and a stack length of 76 mm.
- This fleece was pre-needled with the passively needled Bafatex carrier with a stitch density of 48 stitches / cm 2 .
- a mixture of 2 parts by weight of Portland cement, 3 parts by weight of paper chips (newsprint) and 7 parts by weight of water was used for the core layer. This mixture was placed with a basis weight of about 5.7 kg / m 2 between the two outer layers, whereupon the three-layer system was needled from both sides in a needle machine. The stitch density on each side was 24 stitches / cm 2 .
- the needled laminate was pressed at a pressure of 40 N / cm 2 for 48 hours, the press being heated to 100 ° C. during the first two hours and the laminate drying out for a total of 6 days.
- a knock-resistant plate was obtained, the two surfaces of which consisted of fibers.
- a nonwoven made of 300 g polypropylene fibers with a titer of 17 dtex and a stack length of 90 mm was pre-needled onto a polypropylene ribbon fabric with a weight per unit area of 80 g / m 2 .
- the stitch density during pre-needling was also 48 stitches / cm 2 .
- a peat slurry was used as the core layer, containing 1 part by weight of solid, 7 parts by weight of water. This peat slurry was placed with a basis weight of 10 kg / m 2 on the pre-needled underlayer and covered with the top layer. The three-layer system was needled in a needle machine from both sides, each with a stitch density of 24 stitches / cm 2 . The result was a bog pack with a thickness of about 1 cm.
- a polyester fiber mixture 3 parts by weight of fibers with a titer of 4.4 dtex and 100 mm stack length, 3 parts by weight with a titer of 6 dtex and a stack length of 60 mm and 2 parts by weight with a titer of 15 were used for the underlay and the identical top layer dtex and a stack length of 46 mm, with a total basis weight of 40 g / cm 2 needled.
- a moist, deformable clay mass with a weight per unit area of 7 kg / m 2 was placed on the base layer, covered with the cover layer and needled from both sides with a stitch density of 24 stitches / cm 2 .
- This needled laminate was cut into 7 mm wide strips and wound spirally around a tube with a diameter of 3 cm. This coiled spiral dried out at room temperature for 24 hours and was then removed from the mold within Heated slowly to 100 ° C for two hours and then baked at 1000 ° C for 6 hours. In this case the polyester fibers pyrolyzed, they were only used to give the laminate an internal cohesion until it burned.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, flächigen Körpern gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
- In der DE-A-3019917 wird vorgeschlagen, Wasser enthaltende, fließfähige Schichten, wie zementschlammartige, insbesondere Gips enthaltende Massen dadurch mit Fasern zu verstärken, daß man diese Wasser enthaltende Schicht zwischen zwei durchlässige Bahnen bringt und diesen Schichtkörper so zwischen zwei Auflageflächen in Vibration versetzt, daß die schlammartige Masse die beiden außenliegenden Bahnen durchdringt. Der so gebildete Schichtkörper, der dort insbesondere einen Gipsschlamm enthält, härtet danach zu einer faserverstärkten Gipsplatte aus. Die durchlässige Bahn besteht dort bevorzugt aus Glasfasern, die gewebt oder gewirkt vorliegen. Die Glasfasern können aber auch durch ein geeignetes Kunstharz miteinander verbunden sein.
- Weiterhin wird in der DE-A-3 019 917 unter Verweis auf die GB-A-772 581 beschrieben, ein Glasfasergewebe durch einen Gipsschlamm hindurchzuführen, auf dieses getränkte Glasfasergewebe eine Schicht aus Gipsschlamm aufzubringen, auf die ein zweites getränktes Glasfasergewebe aufgelegt wird, worauf der Schichtkörper aushärtet.
- Gemäß einem weiteren der DE-A-3019917 entnehmbaren Verfahren wird ein Kern aus Gipsschlamm auf einer Seite einem Glasfaservlies oder Carton und auf der anderen Seite mit einem Glasfasergewebe oder einem Streifen aus Glasfaservlies, Carton, Folie oder Papier bekleidet.
- Allen der DE-A-3 019 917 entnehmbaren Verfahren ist gemeinsam, daß der Schichtkörper einen inneren Zusammenhalt erst durch das Aushärten des Gipses, der ein Bindemittel darstellt, erhält, weshalb der Schichtkörper bis zum endgültigen Aushärten der schlammigen Masse durch Auflagebänder oder dergleichen gestützt werden muß. Ein dreidimensionales Verformen im noch feuchten Zustand der Kernschicht ist nicht möglich, da sich die Schichten untereinander verschieben, bzw. das Material der Kernschicht in dieser verungleichmäßigt wird.
- Die Handhabung eines solchen Körpers wird dadurch erschwert, weshalb solche gemäß dem bekannten Verfahren hergestellte, eine Wasser enthaltende, fließfähige Kernschicht aufweisende Körper bis zum Aushärten derselben auf einer ebenen Trag- und Stützfläche aufliegen müssen.
- Die vorgenannten aus der DE-A-3 019 917 bekannten Körper härten nun aufgrund chemischer Vorgänge innerhalb einer bestimmten Zeit aus, und bilden dann ein steifes Produkt, welches in der ausgehärteten Form gehandhabt werden kann.
- Es gibt nun Wasser enthaltende Gegenstände, die durch Fasern verstärkt werden sollen, bei denon jndoch koino durch die Anwesenheit von Wasser ablaufende chemische Reaktion stattfin det.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, mit dem auch einen eigenen inneren Zusammenhalt aufweisende Körper hergestellt werden können, deren Kernschicht nicht aushärtet.
- Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Zur Lösung dieser Aufgabe wird das aus der Textiltechnik bekannte Verfahren des Vernadelns herangezogen.
- Beim sogenannten Vernadeln werden aus einer auf eine andere Schicht aufgelegten, faserhaltigen Schicht mittels mit Widerhaken versehener Nadeln Einzelfasern oder Faserbüschel in diese andere Schicht hineingestochen, in der sie beim Zurückziehen der Nadeln stecken bleiben und dadurch die Verbindung der faserhaltigen Schicht mit der anderen Schicht herbeiführen. Voraussetzung zur Durchführung der Technik des Vernadelns ist somit das Vorhandensein einer Schicht aus »aktiv nadelfähigen Stoffen«, d. h., einer Schicht, welche aus zur Durchführung des Nadelprozesses heranziehbaren, faserförmigen Gebilden besteht oder derartige Gebilde enthält. Die andere Schicht, in die die aktiv nadelbaren Fasern eingebracht werden, muß mindestens passiv nadelbar sein, d. h., sie muß die in sie eingestochenen Fasern halten können.
- Eine solche passiv nadelbare Schicht kann selbst aktiv nadelfähig sein, passiv nadelbare Schichten können aber auch bekannterweise durch Kunststoffolien, Papier oder dergleichen gebildet sein. Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß auch Wasser enthaltende, fließfähige Massen, wie schlammiger Moorbrei, zerkleinertes, mit Wasser getränktes Papier, oder Rohkeramikbrei oder dergleichen passiv nadelfähig sind. Durch das Vernadeln des aus den einzelnen Schichten bestehenden, Wasser enthaltenden Schichtkörpers können sehr schnell eine Vielzahl von Haltefasern in relativ großer Dichte in den Schichtkörper eingebracht werden. Die drei Schichten werden untereinander gehalten, insbesondere wird die Wasser enthaltende Kernschicht am Austreten aus dem Schichtkörper und am Verschieben innerhalb desselben gehindert.
- Der so gebildete, mattenförmige Schichtkörper hat einen eigenen inneren Zusammenhalt und kann nun auch ohne Trag- und/oder Stützfläche - freischwebend - gehandhabt werden.
- Das in der Kernschicht vorhandene Wasser dient als Quellmittel für die Kernschichtmasse, wie Papierstreifen oder -schnitzel, Moorpartikel oder dergleichen, wodurch diese aufgequollen vorliegen und sehr geschmeidig sind. Darüber hinaus dient das Wasser auch als Gleitmittel für die Vernadelungsnadeln und die hindurchzustechenden Haltefasern. Durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß beim Vernadeln von aufeinandergelegten trockenen Papierstreifen bzw. schnitzeln, aber auch von trockenen Torfpartikeln die Kernschicht äußerst dünn gewählt werden muß, da bei größerer Dicke derselben die Vernadelungsnadeln Schwierigkeiten haben, durch diese Kernschicht hindurchzudringen und sehr schnell brechen. Bei Wasser enthaltenden Massen trat ein Nadelbruch, der im übrigen auch in der Textilindustrie gelegentlich vorkommt, fast nie auf.
- Als aktiv nadelfähige Fasern können herkömmliche Synthesefasern aus Polyester, Polyamid, Polypropylen oder dergleichen oder natürliche Fasern, wie Sisal, Leinen, Baumwolle oder dergleichen verwendet werden, die Auswahl ist hier auch in bezug auf die zu vernadelnde Kernschicht zu wählen. Die zweite Außenschicht, die mindestens passiv vernadelbar sein muß, kann aus denselben Fasern bestehen, es kann dafür aber auch ein Gewebe, ein Spunbond, Kunststoffolien oder dergleichen verwendet werden.
- Beim Vernadeln können nun gemäß einer Ausführungsform die Haltefasern unter einem Winkel von kleiner als 90° zur Erstreckungsebene des Körpers eingestoßen werden, wobei bevorzugt die Haltefasern sowohl von der Deckschicht, als auch von der Unterlagsschicht her eingestoßen werden und dann zueinander windschief ausgerichtet sind. Dadurch läßt sich ein solcher Körper zusätzlich verstärken.
- Die Vernadelung der drei Schichten bringt es mit sich, daß die Wasser enthaltende Masse der Kernschicht nicht nur zwischen den beiden Außenschichten gehalten wird, sondern auch an einem wesentlichen Verschieben in der Erstrekkungsebene des Körpers gehindert wird. Dadurch ist es möglich, in den vernadelten und dadurch verfestigten Körper quer zu seiner Erstrekkungsebene Öffnungen, wie Ausstanzungen, Schlitze oder dergleichen anzubringen, ohne daß wesentliche Mengen der Kernschicht aus dem Körper austreten können, da diese Masse von den Haltefasern zurückgehalten wird.
- Ist der Körper mit einer Vielzahl von in zueinander parallelen Reihen angeordneten Schlitzen versehen, wobei die Schlitze benachbarter Reihen gegeneinander versetzt angeordnet sind, so kann der vernadelte Körper quer zur Erstrekkungsrichtung gedehnt werden. Ein solcher Körper ist sehr flexibel, wodurch er sich besonders leicht auch größeren Unebenheiten eines anderen Gegenstandes, auf dem er angebracht wird oder auf den er aufgelegt wird, anpaßt.
- Dieses »Dehnungsvermögen« ist z. B. dann von Vorteil, wenn der Körper einen Moorbrei enthält und als Moorpackung auf verschiedene Teile des menschlichen Körpers aufgelegt werden soll. Ein und dieselbe Moorpackungs-Ausbildung kann dann als Gesichtsmaske oder auch als Auflage auf den Rücken verwendet werden. Während ein solcher Schichtkörper auf dem Rücken relativ eben zu liegen kommt, ist es bei der Verwendung als Gesichtsmaske notwendig, daß der Körper sehr flexibel ist und sich der Form des Gesichtes anpaßt.
- Durch dieses Versehen des Schichtkörpers mit Öffnungen, wie Schlitzen, wird somit die Formbarkeit des Körpers sehr erleichtert.
- Es ist auch möglich, aus dem vernadelten Schichtkörper einzelne Öffnungen herauszustanzen, um so z. B. bei einer Gesichtsmaske Ausschnitte für die Augen, den Mund und die Nasenlöcher zu erhalten.
- Weist der genadelte Schichtkörper mehrere, miteinander verbundene und zwischen sich einen Winkel einschließende Öffnungen oder Schlitze auf, so lassen sich die zwischen diesen bzw. Abschnitten derselben befindlichen laschenförmigen Teile des Schichtkörpers aus der Ebene des Körpers herausbiegen. Solche herausgebogenen Laschen können als Haltelaschen dienen, wobei z. B. in ihnen angebrachte Öffnungen als Halteösen dienen.
- Dieses Herausbiegen von Laschen kann auch durch Herausstanzen derselben vorgenommen werden, d. h., das Einbringen von Öffnungen und das Herausbiegen der Laschen wird in einem Arbeitsgang durchgeführt.
- Aufgrund des inneren Zusammenhaltes des genadelten, Wasser enthaltenden Schichtkörpers ist es insbesondere dann, wenn dieser mit Öffnungen oder Schlitzen versehen ist, möglich, einen solchen Schichtkörper tief zu ziehen.
- Zwei oder mehrere vollflächige Schichtkörper können auch aufeinanderverlegt miteinander vernadelt werden, wodurch ein Schichtkörper beliebiger Dicke erhalten werden kann, der insgesamt einen eigenen inneren Zusammenhalt aufweist.
- Ähnlich können auch sandwichartig solche, Wasser enthaltende Schichtkörper auf andere Gegenstände, wie Schaumstoffplatten oder dergleichen aufgenadelt werden. Solche Schaümstoffplatten können aber auch von vornherein als passiv nadelbare Unterlagsschicht zur Anwendung gelangen.
- Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der noch unvernadelte, Wasser enthaltende Schichtkörper geformt, z. B. als Gesichtsmaske der Gesichtsform angepaßt, und erst in dieser Form vernadelt.
- Es wurde oben schon angesprochen, daß schlammiger Moorbrei als Kernschicht aufgelegt wird, wobei, wenn dieser Schichtkörper als auf den menschlichen Körper aufzulegende Moorpackung verwendet werden soll, es sich empfiehlt, die passiv nadelbare Unterlagsschicht durch eine Kunststoffolie zu bilden. Gibt man in diesen Moorbrei vor dem Vernadeln noch inerte Partikel, wie z. B. Sandkörner, die gegenüber dem Moorbrei ein höheres spezifisches Gewicht aufweisen, so kann eine solche Packung auch für Moorbäder benutzt werden, indem diese Pakkung am Boden einer mit Wasser gefüllten Wanne zu liegen kommt. Während nun die im Moor enthaltenen Wirkstoffe von dem die Packung durchdringenden Wasser aus der Packung mitgenommen werden, bleiben die groben Bestandteile des Moores innerhalb des Schichtkörpers gebunden. Nach Gebrauch kann die Moormasse mit den groben Partikeln der Wanne entnommen werden, und nur die feinen Partikel der Wanne entnommen werden, und nur die feinen Partikel gelangen in das Abwasser. Die Abwasserleitungen brauchen deshalb, um Verstopfungen durch das Moor zu verhindern, nicht besonders ausgebildet werden, weshalb sich diese Moorpackungen insbesondere für den privaten Anwendungsbereich eignen.
- Der nach dem Vernadeln in Form einer Bahn vorliegende, Moorbrei enthaltende Schichtkörper wird in einzelne Flächengebilde aufgeteilt und diese dann eine Moorpackung bildende Flächengebilde luft- und wasserdicht verpackt.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird als Kernschicht zerkleinertes, mit Wasser getränktes Papier, insbesondere Altpapier verwendet. Während bisher für die Wiederverwendung des Altpapieres dieses in der Regel soweit aufgeschlossen werden muß, daß wieder einzelne Zellulosefasern vorliegen, ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, auch Papierschnitzel oder -streifen einer neuen Verwendung zuzuführen. Beim Vernadeln von wassergetränktem Papier dient das Wasser im wesentlichen nur dazu, das Vernadeln auch dikker Schichten zu ermöglichen. Dem Wasser kann aber vor dem Tränken des Papiers auch noch Leim zugegeben werden. In diesem Falle kommt dem Wasser auch die Funktion eines Lösungsmittels zu. Ein solcher, Papier enthaltender Schichtkörper eignet sich besonders gut als Schall- und/oder Wärmedämmelement und hat gegenüber den bekannten Dämmelementen den Vorteil, daß er im noch feuchten Zustand besser geformt werden kann. Darüber hinaus kann das noch feuchte Element durch seinen eigenen inneren Zusammenhalt auch ohne Stützflächen gehandhabt werden, so ist es möglich, das noch feuchte Element senkrecht zu hängen, ohne daß die feuchte Papiermasse verrutscht. Ein feuchtes Element läßt sich auch um Träger oder dergleichen wickeln, an denen es seine endgültige Form schon vor dem Austrocknen erhält.
- Mindestens auf eine der Oberflächen des feuchten, flächigen Schichtkörpers kann eine Prägung aufgebracht werden, es ist aber auch möglich, den gesamten Schichtkörper zu prägen, ohne, daß merkliche Unterschiede in der Wandstärke erhalten werden.
- Ein weiteres mögliches Anwendungsgebiet kann dadurch erschlossen werden, daß als Kernschicht eine feuchte Rohkeramikmasse abgelegt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch einer solchen, faserverstärkten Rohkeramikmasse ein innerer Zusammenhalt gegeben, so daß die Weiterverarbeitung von Rohkeramik erleichtert wird. Der noch feuchte Schichtkörper kann nach dem Vernadeln in einzelne Teile gewünschter Form, z. B. streifenförmig, kreisförmig, musterförmig geschnitten werden, woraufhin diese Teile verformt werden, ohne daß sie auseinanderfallen oder auseinanderreißen. Lange Streifen lassen sich z. B. spiralförmig, insbesondere um andere Gegenstände herum, wikkeln. So können z. B. elektrische Leitungen, insbesondere Heizdrähte, kontinuierlich umhüllt werden. Der Schichtkörper kann auch auf oder um eine »verlorene« Schalung gebracht werden, die, da auch ein erfindungsgemäß hergestellter Schichtkörper gebrannt werden kann, beim Brennen zerstört wird. Werden zum Vernadeln des Schichtkörpers synthetische Fasern verwendet, so pyrolisieren diese Fasern; diese Fasern haben somit für das fertige Produkt keine Bedeutung. Bei Verwendung von keramischen Fasern oder Steinwollfasern bleibt der Verstärkungseffekt der Fasern auch nach dem Brennen der Keramik erhalten.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung und anhand von Beispielen erläutert. Es zeigt
- Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens;
- Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schnittes durch einen vernadelten, noch feuchten Schichtkörper;
- Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch einen vernadelten und kalanderten Schichtkörper;
- Fig. 4 einen Ausschnitt in Aufsicht auf einen mit Schlitzen versehenen Schichtkörper in schematischer Darstellung;
- Fig. 5 und 6 zwei mögliche Ausbildungen von miteinander verbundenen Öffnungen, die bzw. deren Abschnitte zwischen sich Laschen bilden;
- Fig. 7 einen Schichtkörper gemäß Fig. 5 und 6 im Schnitt, bei dem die Laschen aus der Ebene des Schichtkörpers herausgebogen sind, und
- Fig. 8 einen flächigen Schichtkörper, auf den streifenförmige Schichtkörper aufgenadelt sind.
- Gemäß Fig. 1 wird auf eine Fördereinrichtung, hier ein Förderband 1, eine Unterlagsschicht 2 abgelegt, auf die von einer Austragsvorrichtung 3 dosiert die Kernschicht 4 aufgetragen wird. Auf diese Kernschicht 4 werden aktiv nadelfähige Fasern, hier in Form eines Faservlieses 5 aufgelegt, worauf dieses Dreischichtensystem einer Nadelmaschine 6 zugeführt wird.
- Solche Nadelmaschinen 6 sind aus der textilen Nadelfilztechnik bekannt (vgl. z. B. Krcma, Textilverbundstoffe, Seite 139 bis 141). Bei einer solchen Nadelmaschine 6 wird das zu vernadelnde System, hier das Dreischichtensystem, über eine mit Bohrungen versehene Grundplatte 7 geführt. Oberhalb des zu vernadelnden Gegenstandes ist ein die Vernadelungsnadeln 8 tragendes Nadelbrett 9 angeordnet, weiches sich fortwährend so weit auf und ab bewegt (Doppelpfeil 10), daß die Nadelspitzen 11 in ihrer untersten Stellung den zu vernadelnden Gegenstand gewöhnlich ganz durchdrungen haben, während sie in ihrer obersten Stellung mit dem noch zu vernadelnden Gegenstand keine Berührung aufweisen. In dieser obersten Stellung kann der zu vernadelnde Gegenstand, hier das Dreischichtensystem, in Vorschubrichtung (Pfeil 12) taktweise verschoben werden, während es beim eigentlichen Vernadeln stillstehen muß. Die Vernadelungsnadeln 8 tragen an ihrem Schaft mindestens einen - hier zwei - Widerhaken 13, mit denen sie einzelne Fasern oder Faserbüschel ergreifen und in den zu vernadelnden Gegenstand hineinziehen, bzw. durch diesen hindurchziehen. Beim Zurückfahren der Nadeln 8 lösen sich die mitgenommenen Fasern oder Faserbüschel von den Widerhaken 13 und verbleiben in der passiv vernadelten Schicht, hier der Unterlagsschicht 2 und der Kernschicht 4.
- Während nun beim Vernadeln in der Textilindustrie, bei der Herstellung von Nadelfilzteppichen, die eine Enddicke von z. B. 4-6 mm aufweisen, die Nadelbretter 9 eine Vielzahl von dicht beieinander angeordneten Nadeln besitzen und dieses Nadelbrett z. B. mit einer Geschwindigkeit von 700 Hüben pro Minute bewegt werden kann, wird nun beim Vernadeln von Wasser enthaltenden Schichten, in denen auch noch Sandpartikel eingelagert sein können, die Dichte der Nadeln 8 in dem Nadelbrett 9 vergrößert und die Hubzahl stark verringert.
- Sind diese Kriterien erfüllt und weist die noch feuchte Kernschicht die richtige Konsistenz auf, zu der noch Beispiele angeführt werden, so kann auch eine Schicht, die Rohkeramikmasse, Wasser getränkte Papierstreifen oder -schnitzel oder Moorbrei enthält, passiv vernadelt werden. Das Wasser wirkt dabei als Quell-, Schmier- und Gleitmittel, wodurch einerseits die Nadelspitzen leichter durch die aufgequollene Masse dringen können, andererseits die undurchdringbaren Partikel, wie z. B. Sandpartikel, innerhalb der Schicht geringfügig zur Seite ausweichen.
- Wie aus Fig. 1 ersichtlich, verringert sich beim Vernadeln des Dreischichtensystems die Dicke desselben, da zum einen die Fasern enthaltende Schicht 5 durch das Vernadeln verdichtet wird, zum anderen diese Faserschicht 5 und, je nach Ausbildung, auch die Unterlagsschicht 2 in die Randbereiche der Kernschicht hineingedrückt werden.
- Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der vernadelte Schichtkörper zwischen zwei Kalanderwalzen 14 und 15 hindurchgeführt, die eine weitere Verdichtung des Schichtkörpers bewirken, wodurch insbesondere die in der Kernschicht enthaltene Luft und überschüssiges Wasser herausgepreßt werden. Zum Auffangen des überschüssigen Wassers ist hier eine Auffangwanne 16 vorgesehen, eine solche kann im übrigen auch unterhalb der Grundplatte 7 der Nadelmaschine 6 vorgesehen sein. Die beiden Kalanderwalzen 14 und 15 werden, zwischen sich den Schichtkörper führend, mit einem Druck von 2-5 bar aufeinander zugedrückt.
- Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrößerter und schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen vernadelten Schichtkörper, wobei Fig. 2 den Zustand nach dem Vernadeln, aber vor dem Kalandern und Fig. 3 den Zustand nach dem zusätzlichen Kalandern zeigen. Als Unterlagsschicht 2 wird gemäß den Fig. 2 und 3 ein aktiv vernadelbares Faservlies verwendet, das dem Faservlies 5 der Deckschicht entspricht. Die Kernschicht besteht hier - in den Fig. 2 und 3 - aus mit Wasser getränkten Papierstreifen und -schnitzeln 17, wobei dem Wasser vor dem Tränken noch Leim zugegeben wurde. Weiterhin sind der Fig. 2 noch einzelne Luftbläschen 18 entnehmbar, die sich insbesondere im Bereich der Einstichstellen der Vernadelungsnadeln 8 befinden. Im Bereich dieser Einstichstellen bilden sich auch »Fasertrichter« 19 aus. In diese Fasertrichter 19 werden auch Faserenden und Faserteile von Fasern, die nicht durch die Widerhaken 13 ergriffen werden, teilweise hineingezogen. Die den Schichtkörper durchdringenden Haltefasern 20 sind über die Fläche des Schichtkörpers ungleichmäßig verteilt, weshalb bei einem Schnitt durch einen solchen Schichtkörper in der Praxis nur sehr wenig Fasern zu sehen sind.
- Wie schon oben ausgeführt, ist die Dicke D' nach dem Kalandern des Schichtkörpers (Fig. 3) geringer, als die Dicke D vor dem Kalandern desselben (Fig. 2). Weiterhin werden durch das Kalandern auch die Luftbläschen 18 entfernt.
- Die Fig. 4 zeigt nun die Aufsicht auf einen vernadelten, noch feuchten Schichtkörper, der mit in parallelen Reihen angeordneten Schlitzen 22 versehen ist, wobei Schlitze benachbarter Reihen gegeneinander versetzt sind. Durch das Schlitzen erhält der Schichtkörper ein Dehnungsvermögen, wodurch er sich leicht Unebenheiten eines Gegenstandes, auf den er abgelegt wird, anpaßt.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Schichtkörper in seiner Kernschicht 4 nassen Moorbrei auf und wird nach dem Vernadeln mit Schlitzen versehen. Diese genadelte und geschlitzte Schichtkörperbahn wird in einzelne Flächengebilde, z. B. in quadratische Flächengebilde mit einer Seitenlänge von etwa 30 cm, aufgeteilt und kann dann als auf den menschlichen Körper aufzulegende Moorpakkung verwendet werden. Durch das Dehnungsvermögen des Schichtkörpers paßt sich eine solche Moorpackung den Körperpartien, auf die sie aufgelegt wird, z. B. der Form des Gesichtes, an.
- Gemäß einer speziellen Ausführungsform können in einer solchen Moorpackung einzelne Öffnungen für die Augen und die Nasenlöcher ausgestanzt werden. Die die drei Schichten verbindenden Haltefasern verhindern dabei ein Austreten der Moorpartikel.
- Bei einer Ausführungsform der Moorpackung ist dem Moorbrei Sand beigegeben, wodurch sich diese Moorpackung zum Aufbereiten eines Moorbades eignet, in dem die Moorpackung in einer mit Wasser gefüllten Badewanne am Boden liegen bleibt.
- Bei der Ausführungsform des Schichtkörpers gemäß Fig. 5 sind in diesen U-förmige Schlitze eingebracht. Gemäß der Ausbildung nach Fig. 6 sind zwei sich kreuzende, ein »X« bildende Schlitze 25 vorgesehen. Zwischen den Schlitzen 24 bzw. den Abschnitten der Schlitze 25 verbleibt eine Lasche 26 bzw. verbleiben vier Laschen 27, die aus der Erstreckungsebene des Körpers in einem weiteren Verfahrensschritt herausgebogen werden, wie dies in Fig. 7 anhand eines Querschnitts durch den Körper dargestellt ist.
- Anstelle des Schlitzens und darauf erfolgenden Herausbiegens der Laschen 26 und 27 werden gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens die Laschen in einem Arbeitsgang aus- und umgestanzt.
- Fig. zeigt nun einen ersten, flächigen Schichtkörper 28, auf den im noch feuchten Zustand weitere, hier streifenförmige, genadelte und noch feuchte Schichtkörper 29 aufgenadelt sind. Der flächige Schichtkörper 28 ist von beiden Seiten her vernadelt, was durch die angedeuteten Fasertrichter 19 und die Haltefasern 20 dargestellt ist. Der besseren Übersicht halber ist in Fig. 8 die zwischen der Unterlagsschicht 2 und der Deckschicht 5 befindliche Kernschicht, die z. B. der Kernschicht der Fig. 2 entspricht, nicht dargestellt. Die weiteren, streifenförmigen Schichtkörper 29 entsprechen in ihrem Aufbau dem flächigen Schichtkörper 28, sie weisen jedoch hier nur eine Dicke auf, die etwa der halben Dicke des Schichtkörpers 28 entspricht.
- Diese streifenförmigen Schichtkörper 29 werden beabstandet voneinander auf den flächigen Schichtkörper 28 aufgelegt und dann mit diesem vernadelt, wobei die Vernadelungsnadeln von der Deckschicht 5' hereinstoßen, aus dieser Deckschicht 5' Haltefasern 30 mitnehmen und diese sowohl durch die Unterlagsschicht der streifenförmigen Schichtkörper 29, als auch durch die Deckschicht 5 des flächigen Schichtkörpers 28 in die Kernschicht des letzteren hineinstoßen.
- Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform werden nach dem anhand der Fig. 8 beschriebenen Verfahren auch zwei oder mehrere identische, flächige Schichtkörper 28 aufeinandergelegt und miteinander vernadelt. Durch mehrfaches Aufeinanderlegen von Schichtkörpern 28 und Vernadeln desselben kann ein Schichtkörper beliebiger Dicke hergestellt werden.
- Anstelle der streifenförmigen Schichtkörper 29, die auf den flächenförmigen Schichtkörper 28 aufgenadelt werden, können auch Muster bildend Schichtkörper 29 mit anderen Flächen, z. B. kreisförmig oder quadratisch, aufgenadelt werden, je nachdem, welche Struktur das fertige Produkt aufweisen soll.
- Die Zusammensetzung und der Aufbau einiger, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Schichtkörper ergibt sich aus folgenden Beispielen.
- Zur Herstellung der Deck- und Unterlagsschicht wurde ein Vlies aus Polyesterfasern mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 auf einen Befatexträger mit einem Flächengewicht von 25 g/ m2 abgelegt. Es wurden hier verschiedene Polyesterfasern verwendet und zwar lag folgende Mischung vor: 30 g mit einem Titer von 4,4 dtex und einer Stapellänge von 100 mm, 30 g mit einem Titer von 6 dtex und einer Stapellänge von 60 mm und 20 g mit einem Titer von 15 dtex und einer Stapellänge von 76 mm. Dieses Vlies wurde mit dem passiv nadelfähigen Bafatexträger mit einer Stichdichte von 48 Stichen/cm2 vorvernadelt.
- Für die Kernschicht wurde ein Gemisch aus 2 Gewichtsteilen Portlandzement, 3 Gewichtsteilen Papierschnitzeln (Zeitungspapier) und 7 Gewichtsteilen Wasser verwendet. Dieses Gemisch wurde mit einem Flächengewicht von etwa 5,7 kg/m2 zwischen die beiden Außenschichten gebracht, woraufhin das Dreischichtensystem in einer Nadelmaschine von beiden Seiten her vernadelt wurde. Die Stichdichte jeder Seite betrug 24 Stiche/cm2. Der vernadelte Schichtkörper wurde 48 Stunden mit einem Druck von 40 N/cm2 gepreßt, wobei die Presse während der ersten zwei Stunden Preßzeit auf 100°C erhitzt wurde und der Schichtkörper insgesamt 6 Tage austrocknete.
- Man erhielt eine klopffeste Platte, deren beiden Oberflächen aus Fasern bestanden.
- Zur Herstellung der Deckschicht und der identischen Unterlagsschicht wurde ein Vlies aus 300 g Polypropylenfasern mit einem Titer von 17 dtex und einer Stapellänge von 90 mm auf ein Polypropylen-Bändchengewebe mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 vorvernadelt. Die Stichdichte beim Vorvernadeln betrug auch hier 48 Stiche/cm2.
- Als Kernschicht wurde hier ein Moorbrei verwendet, der auf 1 Gewichtsteil Feststoff, 7 Gewichtsteile Wasser enthält. Dieser Moorbrei wurde mit einem Flächengewicht von 10 kg/m2 auf die vorvernadelte Unterlagsschicht gelegt und mit der Deckschicht abgedeckt. Das Dreischichtensystem wurde in einer Nadelmaschine von beiden Seiten her mit jeweils einer Stichdichte von 24 Stichen/cm2 vernadelt. Es ergab sich eine Moorpackung mit einer Dicke von etwa 1 cm.
- Für die Unterlags- und die identische Deckschicht wurde ein Polyesterfasergemisch, 3 Gewichtsteile Fasern mit einem Titer von 4,4 dtex und 100 mm Stapellänge, 3 Gewichtsteile mit einem Titer von 6 dtex und einer Stapellänge von 60 mm und 2 Gewichtsteile mit einem Titer von 15 dtex und einer Stapellänge von 46 mm, mit einem gesamten Flächengewicht von 40 g/cm2 vorvernadelt.
- Auf die Unterlagsschicht wurde eine feuchte, verformbare Tonmasse mit einem Flächengewicht von 7 kg/m2 aufgelegt, mit der Deckschicht bedeckt und von beiden Seiten her mit jeweils einer Stichdichte von 24 Stichen/cm2 vernadelt.
- Dieser vernadelte Schichtkörper wurde in 7 mm breite Streifen zerschnitten und spiralförmig um ein Rohr mit einem 0 von 3 cm gewikkelt. Diese aufgewickelte Spirale trocknete 24 Stunden bei Raumtemperatur aus und wurde dann von der Form genommen, innerhalb von zwei Stunden langsam auf 100°C erhitzt und dann 6 Stunden lang bei 1000° C gebrannt. In diesem Falle pyrolisierten die Polyesterfasern, sie wurden nur benutzt um die Schichtkörper bis zum Brennen einen inneren Zusammenhalt zu geben.
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